Autor: Moisés Alves Pimentel
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1 – INTRODUÇÃO
A origem do magnetismo ainda continua
sendo um mistério. Sua descoberta é muito antiga. Acredita-se que o primeiro
metal foi encontrado por um pastor de ovelhas, na cidade de Magnésia, situada
na Ásia, quando o cajado de ponta de ferro foi atraído pela rocha. Seus
fenômenos magnéticos foram estudados pelos gregos deste então.
Observou-se com experimentos, que um
pedaço de metal, colocado nas proximidades de um imã natural, adquiria as
mesmas propriedades deste material. Assim foi possível obter imãs não-naturais,
com tamanhos e formas diferenciadas. Com o passar do tempo, várias outras
propriedades dos imãs foram sendo descobertas.
Nas civilizações
antigas, já eram conhecidas as propriedades elétricas de alguns materiais,
devido suas propriedades de atrais partículas de pó ao ser atritada om fibras
de lã. E com o passar do tempo o Magnetismo e a Eletricidade formam
considerados ramos independentes e distintos um do outro na Física.
Vários estudos e pesquisas
foram feitas deste então, os fenômenos elétricos e magnéticos passaram a
receber atenção especial por parte dos pesquisadores.
Mas somente muitos anos
após, a partir do século XVI a eletricidade e o magnetismo foram estudados com
rigor científico. Em 1550, Gerolamo Cardano, em seu livro, De Subtilitate,
discute as diferenças entre forças elétricas e forças magnéticas.
Deste então muitos
experimentos e aparatos técnicos forma construídos com finalidade de investigar
tais fenômenos. A partir
de 1750, cresceu o número de análises teóricas que pretendiam esclarecer a
natureza da eletricidade e do magnetismo.
Entretanto, no início do século XIX, o
Professor dinamarquês H.C.Oerested, provou que há uma relação íntima entre a
Eletricidade e o Magnetismo, deixando de lado a ideia que se pensava até então.
2 – EVOLUÇÃO DO
ELETROMAGNETISMO ATRAVES DO TEMPO.
O campo magnético é o local, que devido forças magnéticas de atração ou de repulsão, atua em torno
de um imã. Estás forças criam linhas envoltórias imaginarias de atuação que
saem do polo norte e vai ao polo sul do imã. Assim, as características das linhas de campo magnético:
• são sempre linhas
fechadas: saem e voltam a um mesmo ponto;
• as linhas nunca se
cruzam;
• fora do ímã, as
linhas saem do pólo norte e se dirigem para o pólo sul;
• dentro do ímã, as
linhas são orientadas do pólo sul para o pólo norte;
• saem e entram na
direção perpendicular às superfícies dos pólos;
• nos pólos a
concentração das linhas é maior: quanto maior concentração de linhas, mais intenso
será o campo magnético numa dada região.
Devido estas
especificidades e potencial, que levaram vários cientistas a pesquisarem e
criarem novas formas de aproveitar tais forças no decorrer dos anos para o
desenvolvimento da humanidade.
Linha
de Campo magnético
Fonte:
Apostila de Eletromagnetismo
No decorrer do trabalho será
apresentado em forma de quadro a evolução e atuação destes cientistas, que se
tem relato, que contribuíram com o avanço e pesquisas sobre o eletromagnetismo.
1000
a.c
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A bússola magnética
é utilizada como dispositivo de navegação.
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900 a.c
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Diz a
lenda que ao caminhar em um campo no norte da Grécia, um pastor chamado
Magnus experimentou uma força que puxava os pregos de ferro de suas sandálias
quando se encontrava sobre um tipo de rocha preta. Mais tarde, a região foi
chamada de Magnésia e a rocha se tornou conhecida como magnetita (uma forma
de ferro com magnetismo permanente).
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600 a.c
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Tales de Mileto - Observou que o âmbar (elektron em
grego) atritado atraía pequenos objetos e, que a magnetita, Fe3O4, (nome
devido a um distrito Norte da Grécia, “magnesia”), um tipo de pedra, atraía
pedaços de ferro.
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1600
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William
Gilbert - (inglês)
cria o termo elétrico a partir da palavra grega para âmbar (elektron), foi o
primeiro a usar o termo eletricidade, deixando claro a distinção entre
eletricidade e magnetismo, ele observa que a agulha da bússola se posiciona
na direção norte-sul mostra que a Terra se comporta como um grande ímã.
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1660
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Otto Von Guericke - prefeito da cidade
alemã de Magdeburgo, inventa a primeira
máquina chamada de Elektrisiermaschine.
Era feita de uma esfera de enxofre atravessada por uma barra presa a uma
manivela, que quando movimentada fazia a bola girar em alta velocidade.
Guericke protegeu a mão com uma luva, que ao ser encostada na bola
eletrizou-a instantaneamente. A bola começou a atrair outras bolas de enxofre
suspensas por fios que, após encostarem na bola maior, começaram a atrair
outros objetos menores. Otto conclui então que a eletricidade podia passar de
um corpo para o outro.
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1675
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1733
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Charles-François du Fay (francês) - descobre que
as cargas elétricas são de dois tipos, e que cargas semelhantes se repelem e
cargas distintas se atraem.
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1745
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Peter von Musschenbroek – Na Holanda, registrou a invenção chamada de garrafa de Leyden por meio da
qual poderia acumular consideráveis quantidades de eletricidade e depois
descarrega-la facilmente através de um grande choque.
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1700-1770
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Jean-Antonie
Nollet , um padre constrói
uma máquina que gerava eletricidade estática e a acumulou através de uma
garrafa de Leyden. Na hora de descarregar deu um choque em centenas de frades
alinhados segurando em um condutor fazendo-os saltar simultaneamente.
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Início século XVIII
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Charles François de Cisternay Du
Fay
– (Francês) comprova a existência de dois tipos de força elétrica: uma de
atração, já conhecida, e outra de repulsão. Suas observações foram depois
organizadas por Benjamin
Franklin,
que atribuiu sinais – positivo e negativo - para distinguir os dois tipos de
carga. Nessa época, já haviam sido reconhecidas duas classes de materiais: isolantes
e condutores.
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1750
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John
Michell - inventou uma balança com a qual mostrou que a
intensidade da força atrativa ou repulsiva entre dois polos magnéticos e
inversamente proporcional ao quadrado da distância. Publicou seus trabalhos
no livro “A Treatise on Artificial Magnets”.
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1752
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Benjamin
Franklin -
(americano) demonstra pela primeira vez que o
relâmpago é um fenômeno elétrico, por meio da sua famosa experiência com uma pipa
(papagaio).
Ao empinar o papagaio num dia de tempestade, Franklin consegue obter efeitos
elétricos através da linha e percebe então que o relâmpago resultava do
desequilíbrio elétrico entre a nuvem e o solo. A partir dessa experiência,
ele produz o primeiro para-raios.
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1759
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Franz Maria Ulrich Theodosius Aepinus -
Ele foi o primeiro a aplicar a matemática na teoria da eletricidade e
magnetismo. Este livro é um dos mais importantes e originais na história da
eletricidade. Ele desenvolve a ideia de ação a distância entre os polos
magnéticos, ideia que acabou suplantando o conceito de circulação de um
fluido magnético que havia sido sustentado, especialmente, por Descartes.
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1767
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Joseph Priestley -
provou que a força exercida entre as cargas elétricas varia inversamente
proporcional com a distância entre elas. Também demostrou que a carga elétrica
se distribuiu uniformemente na superfície de uma esfera oca, e que no
interior da mesma, não há campo elétrico, nem força elétrica.
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1775
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Henry
Cavendish - realiza diversas
descobertas na eletricidade, mas não publica seus resultados. Seus teoremas
só seriam descobertos mais tarde, como por exemplo a Lei de Ohm.
Alessandro
Guiseppe Antonio Anastasio Volta
- inventou um eletrômetro (aparelho
que mede diferença de potenciais), um capacitor plano e o “electrophorus”.
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1785
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Charles
Augustin de Coulomb - verificou experimentalmente a lei do
inverso do quadrado da distância, entre as cargas.
F ~ 1 / r2
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1799
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Alessandro Guiseppe Antonio Anastasio
Volta
- mostrou
que o galvanismo não é só de origem animal mas ocorre, não importando quando,
na maioria das substâncias úmidas que estejam localizadas entre dois metais.
Esta descoberta conduziu a “pilha de Volta”, nos anos seguintes – a primeira
bateria elétrica.
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1812
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Simeon-Denis Poisson -
formulou o conceito de carga macroscópica neutra como um estado natural da
matéria e descreveu a eletrização como a separação de dois tipos de
eletricidade. Ele também aponta para a utilidade de uma função potencial para
sistemas elétricos.
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1820
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André-Marie Ampère – (Francês) contribuiu com a demonstração entre as relações
de correntes paralelas. Ampere argumentou que o magnetismo
poderia ser explicado pela corrente elétrica nas “moléculas”, e modelou
magnetos (imãs) em termos de correntes elétricas moleculares. Sua formulação
inaugura o estudo da eletrodinâmica independente da eletrostática. Inventou o
solenoide, o qual se comporta como um ´imã em barra.
Hans Christian Oersted – (Dinamarquês) ele verificou que, ao colocar um
bussola sob um fio onde passava uma corrente elétrica, verificava-se um
desvio na agulha dessa bussola. A partir dessa experiência Oerted estabeleceu
uma relação entre as propriedades elétricas e magnéticas, dando origem ao
eletromagnetismo.
Hans Christian Oersted
Experimento
de Oersted
Jean-Baptiste Biot e FelixSavart - deduziram a fórmula para o efeito da
força magnética produzida por um pequeno segmento de um fio percorrido por
corrente elétrica.
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1827
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Georg
Simon Ohm – Físico alemão, Aprofunda os estudos de Cavendish e
publica neste ano a lei de Ohm, relacionando as grandezas fundamentas da
eletricidade: tensão, corrente e resistência.
Joseph Henry - (americano) introduz o conceito de indutância e
constrói um dos primeiros motores elétricos. Ele também foi assistente de
Samuel Morse no desenvolvimento do telégrafo.
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1831
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Michael Faraday - (inglês) descobre que uma variação no campo
magnético pode induzir uma força eletromotriz, faz
descobertas que levam ao desenvolvimento do dínamo, do motor elétrico e do transformador.
Força
eletromagnética entre condutores paralelos – usado por Faraday
A
simples presença do campo magnético não gera corrente elétrica. Para gerar
corrente é necessário variar o fluxo magnético, conclusão de Faraday.
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1835
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Carl Friedrich Gauss - (alemão) formula a Lei de
Gauss, que relaciona o fluxo elétrico que atravessa uma superfície fechada à
carga elétrica envolvida por essa superfície.
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1873
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James Clerk Maxwell - quando ele introduziu suas quatro equações
que hoje em dia são famosas, e que são a base para compreensão e utilização
das ondas de rádio, elas representam os fundamentos da teoria eletromagnética
clássica.
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1879
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Thomas Alva Edison - inventa a primeira lâmpada
elétrica comercialmente viável. Brasil - A eletricidade começa a ser
utilizada no país, além da Europa e dos Estados Unidos, logo após o invento
do dínamo e da lâmpada elétrica. No mesmo ano, D. Pedro II inaugura a
iluminação da estrada de ferro.
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1887
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Heinrich
Hertz -
(alemão) constrói um sistema que gera ondas eletromagnéticas (nas frequências
de rádio) e também as detecta.
Heinrich Hertz
produzindo em seu laboratório as ondas.
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1888
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Nikola Tesla - (croata naturalizado americano) inventa o
motor elétrico de corrente alternada,
essencialmente pelas características dos transformadores em
elevar a tensão, diminuindo as perdas na transmissão de energia.
Nikola Tesla
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1895
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Wilhelm
Roentgen - (alemão)
descobre os raios XS. Uma de suas primeiras imagens obtidas através do uso de
raios X foi a dos ossos das mãos de sua esposa. Recebeu o prêmio Nobel de
Física de 1901.
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1897
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Joseph John Thomson - (inglês) descobre o elétron
e mede a razão entre a carga e a massa do elétron. Recebeu o prêmio Nobel de
Física de 1906. O elétron é descoberto, J. J. Thomson publicou sua descoberta
de uma partícula subatômica comum em toda a matéria. Quando investigou os
raios catódicos usando descarga elétricas em tubos altamente evacuados
Possibilitou calcular a velocidade e a deflexão dos raios (feixes) e assim
obteve o valor da razão carga elétrica/massa dos raios catódicos. Os cálculos
demonstraram que está razão era constante independente do gás usado no tubo e
do metal dos cátodos e era aproximadamente 1000 vezes menor do que o valor
calculado para íons de hidrogênio na eletrólise de líquidos.
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1905
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Albert
Einstein - (alemão
naturalizado americano) explica o efeito fotoelétrico descoberto por Hertz em
1887. Recebeu o prêmio Nobel de Física de 1921.
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1909
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Robert
Andrews Millikan
- a carga elétrica é quantizada, onde e é a carga do elétron.
q = Ne
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1913
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Johannes
Stark – Alemão, descobre a ação do campo elétrico sobre a luz.
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1923
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Louis
Bauer – Americano, analisa o campo magnético da Terra.
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1932
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Robert
van de Graaeff – Americano, constrói a primeira máquina
eletrostática.
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1948
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John Bardeen, Walter Brattain e William Shokley- americanos, formulam a teoria do transistor e
constroem os primeiros modelos.
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1955
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O Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), EUA produz as primeiras ondas de frequência
ultrarrápida.
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1976
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O Japão constrói a
primeira rede de telefonia celular.
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1984
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A internet se torna
mundial.
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1986
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Bednorz e K.A. Müller - produzem um supercondutor a "alta"
temperatura (material que, sob temperaturas baixas, mas não tão baixas como
as dos supercondutores puros, apresenta resistividade elétrica nula).
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1988
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Primeiro
cabo de fibra óptica transatlântico entre Estados Unidos e Europa.
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1997
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Sonda
espacial é enviada a Marte, transmite imagens do solo marciano.
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2004
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Rede
wireless é empregada em muitos aeroportos, faculdades e outras instalações.
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Muitas máquinas e equipamentos forma inventados, aprimoradas e
pesquisadas durante este período, como por exemplo a máquina de escrever, a
calculadora, computadores, frequência FM e outros.
Outros trabalhos, teses, artigos, e descoberta foram elaborados e
estudados no decorrer do último século, os quais proporcionaram nova visão
sobre o assunto, possibilitando alavancar e direcionar mais os estudos da
atualidade.
3 –
CONCLUSÃO
Devido a descoberta do
magnetismo e da evolução das pesquisas no campo do magnetismo e eletricidade,
foi possível ser desenvolvido diversos equipamentos que utilizamos hoje. De um
simples aparelho utilizado no cotidiano até um mais complexo utilizado na
medicina, rede de comunicações, em satélites e naves espaciais.
Vários pesquisadores
contribuíram com suas pesquisas, gerando oportunidade para outros de criarem ou
desenvolverem seus experimentos. Graças a tais conhecimentos foi possível
compreender a trajetória das ondas, o sentido das forças, a interação entre
elas, formas de condução, conservação e armazenamento de força e/ou energia.
O presente estudo
permitiu concluir que não existem pesquisas ou experimentos sem importância,
que graças
à descoberta do eletromagnetismo e da indução magnética que os primeiros motores
puderam ser desenvolvidos, impulsionando a era industrial do planeta.
4 –
BIBLIOGRAFIA
Guerra, Andreia, et.al. Uma Abordagem Histórico-Filosófica Para o
Eletromagnetismo no Ensino Médio. Rio de Janeiro: CEFET. Cad. Bras. Ens. Fís., v. 21: p. 224-248, ago.
2004. Disponível em: http://www.educadores.diaadia.pr. gov.br/arquivosFile/2010/artigos_teses/fisica/artigos/
uma_abordagem_historico.pdf.
Isola, Vinicius. A História do eletromagnetismo. Disponível em: http://www.ifi.unicamp br/ ~ lunazzi/F530
F590_F690_F809_F895/F809/F809_ sem1_ 2003/992558
ViniciusIsola-RMartins_F809_RF09_0.pdf
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